Американские разработчики собрали миниатюрные машины, которые движутся, используя сокращения выращенных «в пробирке» мышечных клеток мышей. Биороботы достигли рекордной для таких систем скорости — почти миллиметр в секунду.
Как известно, слово «робот» впервые появилось в книге чешского писателя Карела Чапека. В его пьесе «Р.У.Р.» так обозначались безвольные бездумные существа из плоти и крови. Сегодня мы называем роботами полностью искусственные системы, металлические и пластиковые. Лишь время от времени ученые создают их из живых тканей и клеток или дополняют механических роботов отдельными органами животных.
Очередного такого биоробота представили разработчики из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, статья которых опубликована в журнале Science Robotics. Помимо искусственных компонентов, в нем использованы мышечные клетки мыши, выращенные in vitro, «в пробирке». По словам авторов работы, их биоробот достигает рекордной для таких гибридных систем скорости, преодолевая почти миллиметр в секунду.
В самом деле, сложности в сочетании биологических и искусственных компонентов делают биороботов намного менее точными, ловкими и быстрыми, чем их живые прототипы или машины из металла и пластика. Поэтому на нынешнем этапе развития технологий именно их соединение представляет главный вызов для разработчиков. Эта задача и стала основной для Рашида Башира (Rashid Bashir) и его коллег.
©Yongdeok Kim, Bashir Lab, UIUC
Созданная ими система включает мышечные клетки мыши и управляющую микросхему, размещенные на гибкой структуре, полученной с помощью 3D-печати. Улавливая сигнал по беспроводной связи, микросхема включает и выключает светодиоды, которые стимулируют клетки, вызывая сокращение, — и биоробот делает небольшой шаг вперед. Рекордная скорость, зафиксированная разработчиками, составила 0,83 миллиметра в секунду. При этом никакого аккумулятора либо другого источника энергии на борту не предусмотрено.
Используя гибкие структуры разных форм, ученые продемонстрировали, что такая система способна выполнять разные простые, но полезные задачи, включая маневрирование в лабиринте, сбор небольших предметов и их транспортировку. А в будущем Башир и его соавторы собираются усовершенствовать своих биороботов, дополнив их живыми нейронами, которые позволят им отчасти самостоятельно реагировать на окружение.